一、MIPIMIPI（移动行业处理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的缩写。MIPI（移动行业处理器接口）是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。 已经完成和正在计划中的规范如下：
6 Z3 f) m/ n6 x' y. C0 h% j+ J二、MIPI联盟的MIPI DSI规范# \0 U' J/ F* z+ ]& [2 H
1、名词解释
• DCS (DisplayCommandSet)：DCS是一个标准化的命令集，用于命令模式的显示模组。
' c6 c& T8 r6 [
• DSI, CSI (DisplaySerialInterface, CameraSerialInterface
• DSI 定义了一个位于处理器和显示模组之间的高速串行接口。
• CSI 定义了一个位于处理器和摄像模组之间的高速串行接口。
• D-PHY：提供DSI和CSI的物理层定义
/ N( t( j& v" d 2、DSI分层结构
DSI分四层，对应D-PHY、DSI、DCS规范、分层结构图如下：2 \& o7 K: K# d
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。5 y0 Z3 [/ [& J( o& }5 a
• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。5 n2 r% p! a$ w
• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。
! l+ O5 ?/ C9 d; Q: G7 A• Application层：描述高层编码和解析数据流。
3、Command和Video模式
L* [4 [: { H7 h2 a9 Q& I3 ?• DSI兼容的外设支持Command或Video操作模式，用哪个模式由外设的构架决定+ D: u$ A6 e4 q, P4 F1 b, z' y
• Command模式是指采用发送命令和数据到具有显示缓存的控制器。主机通过命令间接的控制外设。Command模式采用双向接口
9 ^( A, W6 G8 ~( ^5 }- l3 b9 Y5 f• Video模式是指从主机传输到外设采用时实象素流。这种模式只能以高速传输。为减少复杂性和节约成本，只采用Video模式的系统可能只有一个单向数据路径
9 p5 k R, Z* u6 K 三、D-PHY介绍0 V1 E# P2 f2 ^4 _( T
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。) G$ W9 f6 p6 x _4 q/ _
• 一个 PHY配置包括
• 一个时钟lane
• 一个或多个数据lane
• 两个Lane的 PHY配置如下图
• 三个主要的lane的类型
• 单向时钟Lane
• 单向数据Lane
• 双向数据Lane
- b" v4 Z, R$ E• D-PHY的传输模式
• 低功耗（Low-Power）信号模式（用于控制）：10MHz (max)
• 高速（High-Speed）信号模式（用于高速数据传输）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
n' F3 F3 s. y; |! d7 c
• D-PHY低层协议规定最小数据单位是一个字节
• 发送数据时必须低位在前，高位在后.
• D-PHY适用于移动应用
• DSI：显示串行接口
• 一个时钟lane，一个或多个数据lane
• CSI：摄像串行接口
. P# e! s; z. C0 D/ u
2、Lane模块
• PHY由D-PHY(Lane模块)组成
• D-PHY可能包含：
• 低功耗发送器（LP-TX）
• 低功耗接收器（LP-RX）
• 高速发送器（HS-TX）
• 高速接收器（HS-RX）
• 低功耗竞争检测器（LP-CD）
• 三个主要lane类型
• 单向时钟Lane
• Master：HS-TX, LP-TX
• Slave：HS-RX, LP-RX
• 单向数据Lane
• Master：HS-TX, LP-TX
• Slave：HS-RX, LP-RX
• 双向数据Lane
• Master, Slave：HS-TX, LP-TX, HS-RX, LP-RX, LP-CD
& L' [3 {( e3 q& A' p% _: A; t3、Lane状态和电压
• Lane状态
• LP-00, LP-01, LP-10, LP-11 (单端)
• HS-0, HS-1 (差分)
• Lane电压（典型）
• LP：0-1.2V
• HS：100-300mV (200mV)
- J. @9 v* w- ~$ C$ f. m4、操作模式
• 数据Lane的三种操作模式
• Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
•从控制模式的停止状态开始的可能事件有：
• Escape mode request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00)
• High-Speed mode request (LP-11→LP-01→LP-00)
• Turnaround request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00)
• Escape mode是数据Lane在LP状态下的一种特殊操作
•在这种模式下，可以进入一些额外的功能：LPDT, ULPS, Trigger
•数据Lane进入Escape mode模式通过LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00
•一旦进入Escape mode模式，发送端必须发送1个8-bit的命令来响应请求的动作
• Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding
•超低功耗状态（Ultra-Low Power State）% V N' h) o- C
•这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)! c" g* @/ [" K. A2 l* ?
• 时钟Lane的超低功耗状态
( C: } f6 V( F/ h1 B. y3 O: `5 K •时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态
% h. \ j- O/ `: ^ •通过LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出这种状态，最小TWAKEUP时间为1ms
• 高速数据传输
U6 ]* k" l, E5 s! F0 I, p1 S •发送高速串行数据的行为称为高速数据传输或触发（burst）
•全部Lanes门同步开始，结束的时间可能不同。8 l$ S, A6 R! P$ c
•时钟应该处于高速模式
2 v$ d- q# L3 R5 R • 各模操作式下的传输过程
•进入Escape模式的过程 ：LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00→Entry Code → LPD (10MHz)
7 v8 R. J( n% I# E9 J8 m •退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11* h+ \% e8 t9 W: F
•进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)3 Q; A& G8 m0 }' w e
•退出高速模式的过程：EoT→LP-117 _1 w. l0 u x; j' w$ K; {/ \' i
•控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00
% W( I) S7 @6 v# [: p) q# F •控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11
- } c+ w+ O0 N
• 状态转换关系图
" Z2 |4 e, ~( r
3 U' D2 N9 w' n# q# }. h
四、DSI介绍8 B* ?* W2 ~5 }! D% v- y* i1 [
1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane h1 k' F8 ]/ X! m/ o% |- q9 A% m
• DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：
+ y( m% o% k3 q# T • Command Mode（类似于MPU接口）
+ n8 G" C7 T; | z( I • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据，支持3种格式的数据传输
1 B1 o: c4 N- t4 p" V • Non-Burst 同步脉冲模式
2 p: v6 V+ Z; w5 o • Non-Burst 同步事件模式
2 v+ F* G' @! K • Burst模式
1 H3 ^0 x8 ^* D • 传输模式：/ |# [: J# Y) Z$ X+ ^% Z. C; Z/ o
• 高速信号模式（High-Speed signaling mode）
. ]/ I I* @2 e/ k. [, X • 低功耗信号模式（Low-Power signaling mode） - 只使用数据lane 0（时钟是由DP，DN异或而来）。# B, p/ W1 {/ p+ X
• 帧类型
* }2 p8 M ^8 Q1 W2 C7 H- u4 B+ n • 短帧：4 bytes (固定)$ ^$ Y, a- o" t" G T0 t! a
• 长帧：6~65541 bytes (可变)
• 两个数据Lane高速传输示例
2、短帧结构$ s, |4 i9 H5 V
• 帧头部（4个字节）4 v/ z- R4 F7 _
• 数据标识(DI) 1个字节
" E* y5 z4 V8 {/ s( ~ r: O • 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节）: c0 F% Y1 Y' c
• 错误检测(ECC) 1个字节: R$ f- e" M+ {/ J2 P- L6 K1 V
• 帧大小" g& J) q5 k3 D5 D+ T: Y9 U
• 长度固定为4个字节
7 h$ j& t5 f+ j' \7 S g V
3、长帧结构
. E6 E. W3 a1 X7 Y+ e • 帧头部（4个字节）
& u4 W; @' O" E/ K) s • 数据标识(DI) 1个字节
+ k5 J! d, S: A8 \( k0 \ • 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）' l# v4 B, U' N0 r9 ^0 u
• 错误检测(ECC) 1个字节
7 Y! |6 k( ]) F W. d) y: w0 t •数据填充(0~65535 字节)2 I; V% ?6 @: n# T
• 长度=WC*字节' b0 O. p3 R1 u9 h" F5 t! s1 R
• 帧尾：校验和（2个字节）% W2 A2 Y! y: q ~/ J5 t' M
• 帧大小：, W% `: J, ~7 ^7 N. q& v# [
• 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
% n& P7 ]% z7 R7 m* [9 E
五、MIPI DSI信号测量实例
5 i* j {2 V# h' i& m; v6 k; s 1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
" x l3 d. E) m' q
C7 P Q+ }# ^
2、MIPI的D-PHY和DSI的传输方式和操作模式
• D-PHY和DSI的传输模式
• 低功耗（Low-Power）信号模式（用于控制）：10MHz (max)
• 高速（High-Speed）信号模式（用于高速数据传输）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
• D-PHY的操作模式
• Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
• DSI的操作模式
• Command Mode（类似于MPU接口）
7 J9 J+ G6 {( V d" ~. t- J • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据
* W7 t0 p: A9 V6 K3、小结论
• 传输模式和操作模式是不同的概念
• Video Mode操作模式下必须使用High-Speed的传输模式
• Command Mode操作模式并没有规定使用High-Speed或Low Power的传输模式，或者说
• 即使外部LCD模组为Video Mode，但通常在LCD模组初始化时还是使用Command Mode模式来读写寄存器，因为在低速下数据不容易出错并且容易测量。
• Video Mode当然也可以用High-Speed的方式来发送指令，Command Mode操作模式也可以使用High-Speed，只是没有必要这么做。
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发表于 2016-4-14 16:44
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